不同倾角导线过电流故障模拟实验装置的制作方法

本发明涉及导线故障模拟装置，具体涉及一种不同倾角导线过电流故障模拟实验装置。

背景技术：

常见引发电气火灾的故障有短路、过电流、接触不良、漏电等，相较于其他故障，过电流故障危险性较大。babrauskas研究表明，过电流故障具有较高的火灾危险性，回路中三倍以上额定电流值引起过的过电流可引燃导线绝缘层，同时，根据焦耳热定律δt＝j²ρet/ρc(其中，式中j为电流密度，ρe为材料的电阻率，c为比热容,t为通电时间,ρ为熔体的密度)可知，线芯温度与电流的平方成正比，当导线发生过电流故障时，线芯温度迅速升高，导线与绝缘层发生热传导、热辐射等传热过程，造成线芯绝缘层熔融滴落，当导线断开时产生的断路电弧可引燃绝缘层，引发电气火灾。

综上所述，研究导线过电流故障，提高电气火灾调查的科学性与准确性，对电气火灾调查具有重要的意义。但是，目前国内外模拟过电流故障实验台存在以下弊端：

一、实验过程中只能把导线水平铺设在实验台上，无法将导线垂直或者倾角分布，只能模拟水平状态下过电流故障，然而，生活中导线分布有水平、垂直、不同角度分布。导线不同的倾角造成熔融绝缘层会产生不同的流动，当绝缘层被电弧引燃后，其燃烧特性不同、导致燃烧形成的熔化痕迹也存在差别；同时，由于烟囱效应，空气沿着有垂直坡度的空间向上升或下降，造成空气加强对流的现象要比水平空间明显。因此，导线的不同角度分布对导线绝缘燃烧产生极大的影响，导线发热过程会影响导线融化痕迹，起火点处的熔化痕迹是认定何种电气故障的关键；

二、实验过程中导线两端存在弧垂和拱起，当导线过电流时，线芯机械性能降低，由于导线自身受重力影响，导线会向下降落，导线两端连接处会受到拉力向导线中心移动，导线在试验过程中发生了位移，使导线形成弧垂。实验采用焊把连接试验导线，焊把在连接导线时，焊把和电源线相邻，使焊把存在扭力，当两个焊把与导线连接时，导线自身的机械性能可以抵抗焊把扭力，但是，导线由于过电流，造成导线机械性能降低，无法抗拒焊把扭力，会造成导线向上拱起的情况，这些影响因素势必会对导线过电流故障时的熔化痕迹产生影响。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有导线试验装置无法准确确定导线过电流故障时熔化痕迹的问题，提供一种不同倾角导线过电流故障模拟实验装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种不同倾角导线过电流故障模拟实验装置，包括支撑架、第一滑轨、第一滑块和调节组件；所述第一滑轨安装在支撑架上，所述第一滑块设置在第一滑轨上，可在第一滑轨上滑动；所述调节组件包括调节器支架、张紧弹簧、拉力感应器、第二滑轨、第二滑块和弹簧固定支架；所述调节器支架固定设置在支撑架上，所述弹簧固定支架与调节器支架铰接，且能够通过锁定装置锁定，所述张紧弹簧的一端与弹簧固定支架连接，另一端通过拉力感应器与第二滑块连接，所述第二滑轨固定设置在弹簧固定支架上，所述第二滑块设置在第二滑轨上，可在第二滑轨上滑动；试验导线一端固定设置在第二滑块上，另一端固定设置在第一滑块上。

进一步地，所述弹簧固定支架上还设置有激光角度测量仪，可方便准确的调整第一滑块的位置。

进一步地，试验导线一端通过快拆焊把固定设置在第二滑块上，另一端通过快拆焊固定设置在第一滑块上，可快速方便的安试验导线装。

进一步地，所述第一滑块通过第一锁紧装置安装在第一滑轨上，所述第一锁紧装置为锁紧螺钉，所述锁定装置为锁定螺钉。

进一步地，所述第二滑块通过第二锁紧装置安装在第二滑轨上，所述第二锁紧装置为锁定螺钉。

进一步地，所述第一滑轨为弧形轨道，且弧形轨道为四分之一圆弧轨道。

进一步地，所述第一滑块和第二滑块均采用绝缘材料制作。

进一步地，所述第一滑块和第二滑块均为橡胶块。

进一步地，所述支撑架为t形架体，包括固定设置的横向支撑板和竖向支撑板。

进一步地，还包括辅助固定架，所述横向支撑板和竖向支撑板通过辅助固定架连接。

本发明与现有技术相比，有益效果是：

本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置采用激光角度测量仪调节导线倾角，模拟导线在不同倾角(0～90°)下过电流故障，在导线一端安装拉力感应器，实验过程中保持拉力不变，使导线在模拟过程中保持笔直不受外力影响，使得导线在试验过程中完全符合其实际安装特点，通过模拟不同倾角导线过电流故障，找出过电流故障典型特征，提供准确的过电流熔化痕迹，为火灾调查提供技术帮助。

附图说明

图1为本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置主视图；

图2为本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置右视图；

图3为本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置的调节组件结构示意图。

附图标记：1-支撑架，2-辅助固定架，3-调节组件，4-试验导线，5-第一滑轨，6-第一锁紧装置，7-第一滑块，8-调节器支架，9-弹簧固定支架，10-锁定装置，11-激光角度测量仪，12-张紧弹簧，13-拉力感应器，14-快拆焊把，15-第二滑轨，16-第二滑块，17-第二锁紧装置，18-横向支撑板，19-竖向支撑板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述：

如图1、图2和图3所示，一种不同倾角导线过电流故障模拟实验装置，包括支撑架1、第一滑轨5、第一滑块7、辅助固定架2和调节组件3；第一滑轨5安装在支撑架1上，第一滑块7设置在第一滑轨5上，可在第一滑轨5上滑动，支撑架1为t形架体，包括固定设置的横向支撑板18和竖向支撑板19，横向支撑板18和竖向支撑板19通过辅助固定架2连接；调节组件3包括调节器支架8、张紧弹簧12、拉力感应器13、第二滑轨15、第二滑块16和弹簧固定支架9；调节器支架8固定设置在支撑架1上，弹簧固定支架9与调节器支架8铰接，且能够通过锁定装置10锁定，锁定装置10具体为锁定螺钉，张紧弹簧12的一端与弹簧固定支架9连接，另一端通过拉力感应器13与第二滑块16连接，第二滑轨15固定设置在弹簧固定支架9上，第二滑块16设置在第二滑轨15上，可在第二滑轨15上滑动；试验导线4一端固定设置在第二滑块16上，另一端固定设置在第一滑块7上；弹簧固定支架9上还设置有激光角度测量仪11，用于方便快速的调整第一滑块7的位置。具体的，试验导线4一端通过快拆焊把14固定设置在第二滑块16上，另一端通过快拆焊把14固定设置在第一滑块7上。

第一滑块7通过第一锁紧装置6安装在第一滑轨5上，第一锁紧装置6为锁紧螺钉，也可为其它锁紧装置。第二滑块16通过第二锁紧装置17安装在第二滑轨15上，第二锁紧装置17为锁紧螺钉，也可为其它锁紧装置。

第一滑轨5为弧形轨道，且弧形轨道为四分之一圆弧轨道，该弧形轨道可模拟试验导线4在不同倾角(0～90°)下过电流故障，为保证绝缘性能，第一滑块7和第二滑块16均采用绝缘材料制作，具体可采用橡胶块。

本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置中，支撑架1为实验台不锈钢支架，用于固定第一滑块7和快拆焊把14位置；辅助固定架2为不锈钢固定脚架，用于支撑架1，防止实验台支架晃动；试验导线4可以模拟不同材质，不同线径的导线；在模拟不同角度时，可以通过第一滑轨5来改变第一滑块7的方向，第一滑轨5为半径1000mm的1/4圆型不锈钢；当角度调节后，可通过第一锁紧装置固定第一滑块7的位置，此处第一滑块7与第一锁紧装置螺纹连接，第一锁紧装置可控制第一滑块7在第一滑轨5内的滑动，第一滑块7为绝缘材料，防止实验过程中漏电造成不安全问题。

本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置中，调节器支架8用于固定调节组件位置，并且可以使调节组件0～90°旋转；弹簧固定支架9用于固定张紧弹簧12和第二滑轨15；当第一滑块7根据激光角度测量仪11调整好角度后，采用锁紧螺钉将调节器支架8与弹簧固定支架9固定；激光角度测量仪11采用电子角度测量器，精度高，可快速识别角度；张紧弹簧12通过拉力感应器13将第二滑块16处于张紧状态，拉力感应器13测量导线拉力；快拆焊把14采用快拆结构固定实验导线，并且与电源相连；第二滑轨15根据拉力感应器13调节第二滑块16位置，使导线处于正常张紧力，当调节好导线张力时，通过锁紧装置固定第一滑块7。

本发明不同倾角导线过电流故障模拟实验装置采用电子角度激光测量仪(激光角度测量仪)调节导线倾角，模拟导线在不同倾角(0～90°)下过电流故障；在导线一端安装拉力感应器，实验过程中保持拉力不变，使导线在模拟过程中保持笔直不受外力影响，使得导线在试验过程中完全符合其实际安装特点，通过模拟不同倾角导线过电流故障，找出过电流故障典型特征，提供准确的过电流熔化痕迹，为火灾调查提供技术帮助。

假设本次实验模拟45°倾角时导线过电流故障。

第一步：首先将锁定螺钉拧松，打开激光角度测量仪11，调整角度为45°，然后采用锁定装置10将弹簧固定支架9固定，根据激光角度测量仪11发射出的光线，使第一滑块7的中点与激光射线重合，采用第一锁紧装置固定第一滑块7位置；

第二步：将快拆焊把14分别固定在第一滑块7、第二滑块16上，并且与第一滑块7、第二滑块16上表面平行，然后将试验导线用快拆焊把14夹住，与电源构成回路；

第三步：调节第二滑块在第二滑轨移动，同时，依托张紧弹簧12观察拉力感应器13数值，确保试验导线两端没有弧垂，保持试验导线正常拉力，最后采用第二锁紧装置固定第二滑块16，确保导线有一定张紧力，最后接通电源模拟不同额定倍率过电流故障。